基于EEG和眼动数据预测决策信心

研究背景：

决策是人类生活中最重要的方面之一。社会环境证据可以通过大脑感知系统的神经群体来收集。当这个群体的神经活动达到一定值时，人们就会做出决策。神经生理学研究证实选择性神经元的放电率与证据强度有直接关系。脑电图信号也显示了类似的直接关系的证据强度。相应的，在随机点任务中，脑电信号在大脑中央顶区的集结率与运动强度有关。此外，眼动的参数，特别是眼跳，与刺激强度呈显著的负相关关系。决策的信心或确定性是决策结果的一个有价值的和重要的来源，它可以被认为是对决策的估计反馈，也是决策过程中重要的认知属性之一。一般来说，虽然脑电图和眼动数据在决策研究中得到了广泛的应用，但从这两个方面提取的数据与决策信心的交互作用研究较少。

 研究方法：

实验任务是参与者必须在一团移动的点中指明其主要的运动方向（向上或向下）。

如图1所示是随机点运动，每次试验都以显示中心出现一个红色注视点(直径0.3)开始。被试注视300毫秒后，屏幕上方和下方出现两个可选择的目标，分别对应两种可能的运动方向(向上和向下)，每个目标被塑造成一个矩形，从左到右（红绿色)表示的是参与者在不确定到确定的范围。刺激被呈现在屏幕中心的5个圆孔内，并且随机改变运动的强度（0%, 3.2%, 6.4%, 12.8%, 25.6%, and 51.2%.）。参与者通过对所选目标的快速眼动来表示他们的反应，而确定程度则由被试眼动的水平终点来决定。实验过程中连续记录脑电图和眼电数据。

图1 实验设计

研究结果：

受试者在更高的运动强度下表现出更高的正确率，也验证了反应时和运动强度之间的反向关系。研究发现决策信心与运动强度的一致性，两者之间是高度正相关性。

图2 行为分析结果

首先对脑电数据进行分析，确定置信度形成，然后对信号进行评估，提取一系列与置信度相关的特征。再通过解码分析，研究发现最高的准确度是在刺激开始后的557毫秒，如图A所示。图B为对相同反应时子集的脑电图数据进行相同的解码分析，发现在刺激开始后的583毫秒内，解码精度达到最大值。因此，研究认为刺激开始后500-600ms的时间间隔是置信过程的一个重要时间点。

图3 提出特征的潜伏期分析

 参考文献：

Vafaei Shooshtari S, Esmaily Sadrabadi J, Azizi Z, Ebrahimpour R. Confidence Representation of Perceptual Decision by EEG and Eye Data in a Random Dot Motion Task. Neuroscience. 2019;406:510-527.